【摘要】實驗是物理教學的重要組成部分，在高中物理實驗教學中，教師應立足新課標教育思想，結合創(chuàng)設實驗情境、創(chuàng)新器材使用、重視過程體驗、開發(fā)課外實驗等手段，優(yōu)化學生的實驗探究體驗，促使學生在觀察、質疑、猜想、操作等活動中理解物理知識的本質，感悟科學思想的妙用，實現(xiàn)對學生核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng).

【關鍵詞】核心素養(yǎng)；高中物理；實驗教學

在《普通高中物理課程標準》中，強調物理教學旨在進一步提高學生的科學素養(yǎng)，同時也強調了實驗教學的重要性，需要引起教師的足夠重視.在當下的高中物理實驗教學中，仍然存在教師過于強調學生對結論和步驟的記憶，忽視學生過程性體驗的問題，導致學生無法生成探索自然、理解自然的興趣與熱情，也無法掌握有效的科學探究方法，影響了學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.對此，教師有必要積極轉變思想觀念，對實驗教學方式做出改進，為學生形成物理素養(yǎng)創(chuàng)造良好環(huán)境.

1 創(chuàng)設實驗情境，啟動思維按鈕

核心素養(yǎng)背景下，物理實驗教學要打開學生思想的閥門，促進學生對科學現(xiàn)象的深度思考.借助物理實驗情境創(chuàng)設的方式，能夠將學生置身于奇妙的物理世界當中，激發(fā)學生對物理現(xiàn)象的探索興趣，讓學生主動進入到科學探究中來.因此在高中物理教學中，教師要立足學生思維發(fā)展需求，加強對實驗情境創(chuàng)設手段的運用，促使學生產生良好的問題意識.

例如 在“向心力”的教學中，教師可以借助實驗情境來啟動學生的思維按鈕.首先，準備好強度足夠的繩子以及沙袋，接著將沙袋拴在房頂上，用手握住繩子的一端，讓沙袋在教師頭頂?shù)乃矫嫔献鼋苿蛩賵A周運動.在演示的前提下，教師給學生提供素材，讓學生自己來進行體驗，通過改變沙袋的質量、繩子的長度、沙袋的轉速等方式，感受繩子的拉力，體會沙袋的向心力.接著，教師再從情境出發(fā)，引導學生對向心力進行探索，讓學生思考向心力和沙袋的質量、沙袋的轉速、繩子的長度之間存在怎樣的關系，激發(fā)學生的探索興趣.如此，借助實驗情境的創(chuàng)設，能夠讓學生在趣味性、啟發(fā)性的體驗中產生科學探究的動機，感受到物理學習的樂趣，知識的構建也會水到渠成，實現(xiàn)對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng).

2 創(chuàng)新器材使用，增強探究精神

學生的物理實驗體驗在很大程度上依賴于對器材的使用，在實驗教學中，教師要充分發(fā)揮實驗器材在增強學生探究精神方面的作用，創(chuàng)新實驗器材，讓學生可以形成開放的實驗觀念，能夠主動發(fā)現(xiàn)生活中的實驗契機，增強學生參與科學探究的興趣.教師要形成生活化的教育思想，發(fā)現(xiàn)不同器材在改善學生實驗體驗方面的作用，讓學生可以在對器材的創(chuàng)新使用中進一步掌握科學探究的有效方法，促進學生的深度學習，實現(xiàn)對學生學科素養(yǎng)的有效培養(yǎng).

例如 在“楞次定律”的教學中，教師可以用簡單的材料來制作一個魔術小球，從而吸引學生的注意力.在這個實驗中，需要用到線圈、透明膠帶、透明塑料桶、磁性小球、非磁性小球等器材，首先要去制作一個磁性小球，可以使用廢棄電器后面的磁鐵來制作，將其打磨成為小球的形狀，非磁性小球則可以直接使用卵石等來作為代替，使用漆包線圍繞在透明的塑料桶上，用透明膠帶將線固定好，讓桶的線圈首尾接通，接著將制作好的兩個小球從同樣的高度靜止下落，讓學生去觀察小球下落經過透明塑料桶的快慢情況，思考為什么會有一個小球的下落速度慢一些.如此，借助對實驗器材的創(chuàng)新，可以讓學生感受到生活中處處存在的神奇物理現(xiàn)象，產生強烈的科學探究興趣.教師可以鼓勵學生對這些器材進行再次創(chuàng)新，更換其中的材料，看看又會產生怎樣的結果，促使學生在豐富多樣的器材應用中感受到科學探究的樂趣.

在日常教學中，教師也要鼓勵學生自主展開對實驗器材的創(chuàng)新，促使學生形成開放的科學探究精神，形成良好的科學探究意識，從而使學生的科學素養(yǎng)獲得不斷的發(fā)展.

3 重視過程體驗，促進素養(yǎng)成長

在以往的高中物理實驗教學中，教師會更加強調學生對結論、步驟的記憶，讓學生按照規(guī)定好的要求去完成實驗操作，給學生科學素養(yǎng)的發(fā)展帶來了較大的負面影響.在核心素養(yǎng)的背景下，教師要注重增強學生的科學探究體驗，讓學生可以掌握科學探究的有效方法，從而促進學生綜合素質的提升.

3.1 激勵自主設計方案

合理的實驗方案是實驗成功的關鍵，在教學中，教師則可以引導學生展開自主設計實驗方案的活動，讓學生能夠以目標為指向，自主探索實驗的思路，了解各種實驗探究方法的應用價值，促進學生科學探究能力的提升.在學生自主設計實驗方案的過程中，教師要注重有效發(fā)揮自身的引導作用，增強學生思維的嚴謹性、邏輯性，使學生對如何展開實驗探究形成更加深刻的認識.

例如 在“摩擦力”的教學中，教師可以引導學生基于已有的學習經驗來設計實驗方案，促使學生在自主探究中掌握設計實驗的基本方法.首先，教師引導學生對生活中的各種現(xiàn)象進行分析，讓學生可以結合生活實際情況來理解滑動摩擦力和靜摩擦力之間的區(qū)別，掌握基本的實驗知識.接著，再引導學生去思考如下的問題：靜摩擦力和滑動摩擦力的產生條件都是什么？可以從哪些角度來研究靜摩擦力或者研究滑動摩擦力？我們?yōu)槭裁匆芯磕Σ亮?？可以使用怎樣的方式來研究兩種摩擦力？實驗中哪些現(xiàn)象可以驗證我們的想法？如此，能夠讓學生形成良好的科學探究意識，學會根據(jù)目標來設計出簡單的實驗方案.在學生形成了初步的實驗方案之后，教師再組織學生展開交流討論的活動，讓一部分學生上臺來介紹自己的實驗設計思路，其他學生則要進行傾聽和分析，思考其中存在的不足，提出自己的見解，讓全班學生可以一起來制作出一份具有可操作性的實驗方案.如此，比起教師直接給學生安排實驗任務，通過讓學生自己去設計實驗方案，能夠增強學生在教學中的自主性，并且讓學生在實驗方案的設計中對控制變量法、比較法、觀察法、調查法等實驗方法有更加深刻的理解，提升學生的科學素養(yǎng).

3.2 鼓勵學生假設猜想

假設猜想能夠培養(yǎng)學生的信息收集和處理能力，并且促使學生在處理各種信息的過程中保持對自然科學的好奇心，培養(yǎng)學生的科學探究精神.在高中物理實驗教學中，教師要積極鼓勵學生展開假設猜想的活動，增強學生的科學好奇心，使學生形成大膽設疑、大膽試錯的學習態(tài)度，提升學生的科學探究水平.

基于高中物理實驗教學的特點，教師可以通過大膽猜想、基于科學定義展開猜想等方式來培養(yǎng)學生的假設猜想能力，讓學生逐步掌握有效的猜想假設方法，增強學生的質疑精神.

例如 在“動能和動能定律”的教學中，教師可以在實驗開始之前，引導學生基于物理定義來展開假設猜想的活動，促使學生學會有理有據(jù)地進行猜想.首先，教師引導學生展開對“動能”定義的分析，讓學生從中提取出關鍵詞.學生對“物體由于運動而具有的能叫動能”這句話進行分析，可以提煉出“運動”“物體”這兩個關鍵詞，而通過對兩個關鍵詞進行分析，又可以聯(lián)想到很多的物體概念.可以從“物體”這個關鍵詞出發(fā)，聯(lián)想到“質量”“密度”“形狀”“形態(tài)”等概念，產生這些因素是否會影響物體動能的猜想，從“運動”出發(fā)，則會產生“勻速運動”“曲線運動”等聯(lián)想.接著，教師再引導學生對聯(lián)想到的各類信息進行歸納整理，讓學生運用科學的思維來進行判斷，思考哪些因素可能會影響物體的動能大小.如此，借助假設猜想的方式，能夠讓學生形成發(fā)散性的思維，接下來的實驗探究也會水到渠成.因此，教師要重視起學生的假設猜想活動，改變學生在實驗中的被動狀態(tài)，讓學生在主動思考中產生良好的科學思維方式.

3.3 重視反思評估環(huán)節(jié)

在高中物理實驗教學中，教師要注重培養(yǎng)學生的反思評估能力，讓學生學會對實驗過程進行審視，思考其中用到的科學探究方法是否恰當，實驗還存在哪些不足，自己的認知還存在哪些問題，等等，從而使學生在反思評估中獲得學習能力上的進一步發(fā)展.

例如 在進行“驗證力的平行四邊形定則”這個實驗的過程中，部分學生得到的實驗數(shù)據(jù)誤差太大，卻不會去認真分析產生誤差的原因.對此，教師可以組織學生展開反思評估的活動，讓學生思考實驗都存在哪些缺失.通過還原實驗步驟、對實驗數(shù)據(jù)進行對比，學生可以發(fā)現(xiàn)忘記將彈簧測力計調零會導致實驗數(shù)據(jù)較大的情況，從而影響正確結論的獲取.在學生理解原因的基礎之上，教師可以讓學生思考如何對實驗數(shù)據(jù)進行篩選，從而進一步培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W探究精神.

又如，在“探究加速度、力、質量關系實驗”的實施過程中，在學生完成實驗之后，教師可以引導學生去展開反思回顧，讓學生想一想每個環(huán)節(jié)在實驗中都起到了怎樣的作用，為什么要將實驗中的木板一側墊高，等等，促使學生去正確分析其中滲透的物理探究思想，加深學生的理解感悟.

在引導學生展開反思評估的過程中，教師要關注學生之間的差異性，為每個學生創(chuàng)造開放的討論環(huán)境，讓學生可以說出自己對問題的真實理解.同時，教師也要借助對學生的觀察，了解學生在認知上存在的不足，實施對學生的針對性引導.

4 開發(fā)課外實驗，拓寬探究領域

在新課程改革的背景下，物理實驗教學要延伸到學生的現(xiàn)實生活，促使學生形成在生活中發(fā)現(xiàn)問題并用實驗解決問題的意識和能力，從而有效發(fā)展學生的核心素養(yǎng).在教學中，教師要加強對課外實驗的開發(fā)利用，彌補傳統(tǒng)實驗教學的不足，豐富學生的科學探究經歷，讓學生可以在生活實驗中掌握更多的科學思想、探究方法，促進學生科學態(tài)度、科學探究等素養(yǎng)的發(fā)展.

在開發(fā)課外實驗的過程中，教師要注重遵循趣味性、開放性等基本原則，鼓勵學生根據(jù)自己的實際情況，大膽地對實驗過程進行優(yōu)化以及創(chuàng)新，讓學生生成靈活的實驗思想.

例如 在學生掌握了牛頓第一定律的知識之后，教師可以鼓勵學生在課后利用生活中的各種材料來展開實驗，讓學生對伽利略的理想斜面實驗有更加深刻的理解.學生可以使用光滑的竹板、小球等材料來進行家庭實驗，讓小球沿著斜面的一端從靜止開始滑下，接著再不斷改變另一側的高度，觀察小球的運動變化.通過在家中進行簡單的實驗，可以讓學生對其中蘊含的科學思想有更加深刻的理解，深化學生的物理核心素養(yǎng).

又如，在“超重和失重”的教學中，教師可以鼓勵學生利用小區(qū)內的電梯來進行實驗，讓學生在電梯內進行稱重，觀察在電梯上升和下降、靜止的不同情況下，體重計的示數(shù)會發(fā)生怎樣的變化，并且使用自己掌握的科學知識來解釋觀察到的現(xiàn)象.

如此，借助課外實驗的合理使用，能夠使學生形成良好的發(fā)現(xiàn)目光，感受科學探究的魅力，形成良好的科學思維方式.因此，教師要積極開發(fā)課外實驗資源，豐富學生的科學探究體驗.

5 結語

在核心素養(yǎng)的背景下，高中物理教師要正確理解實驗教學的重要性，基于學生核心素養(yǎng)的發(fā)展需求，探索更加科學合理的實驗教學措施，優(yōu)化學生的科學探究體驗.在實驗中，教師要遵循以學生為中心的思想觀念，采取多樣化的手段來增進學生對實驗現(xiàn)象的感知，促使學生在實驗觀察、分析、遷移的過程中掌握科學探究的有效方法，促進學生物理素養(yǎng)的成長.

【本文為2023年度云南省教育科學規(guī)劃項目：《基于科學素養(yǎng)的實驗教學策略研究》的核心成果，項目批準號：BC23065】

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